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超子-核子的相互作用(Y-N相互作用)在物理上是非常重要的,它可以帮助科学家统一理解重子-重子相互作用。科学家们认为在中子星中起主导的就是Y-N相互作用[1],因此,它对于天体物理的研究意义重大。相对论重离子对撞机RHIC实验上可以大量地产生超子,是个非常理想的用来研究Y-N相互作用的平台。
由于超子的不稳定性,因此实验上很难得到直接的Y-N碰撞数据。超核为包含有超子的原子核,本身就是一个天然的Y-N相互作用系统,因此可以作为一个可行的探针来研究Y-N相互作用。超核的诸多性质,如衰变道和寿命会受到Y-N相互作用的影响。因此,通过研究超核的性质可以反过来帮助我们理解Y-N相互作用。最轻的超核是超氚核3(Λ)H,它是在RHIC上产生几率最大的超核。本论文中将详细介绍我们对于超氚核的实验分析。
奇异性丰度因子[2]是跟超氚核相关的一个重要物理量,定义为S3=3(Λ)H/(3He×(Λ)/p),理论上计算结果[2,3]表明可以使用这个量来区分强子相和相对论重离子碰撞中形成的QGP相。超氚核的寿命也是本工作的一个重要内容,2010年和2011年相对论重离子对撞机RHIC上的STAR探测器采集的√SNN=7.7,11.5,19.6,27,39,200GeVAu+Au碰撞事例提供了大量的统计,可以帮助我们得到一个统计上更好的寿命测量结果。
我们首先将所有样本合并得到了一个9.6σ的3(Λ)H+3(Λ)(H)的信号(信号统计个数为600)。之后在每个能量的碰撞样本里单独重构3(Λ)H信号,进行了效率修正后,我们得到了奇异性丰度因子S3的能量依赖性,并将结果与模型结果进行了比较。由于统计不足,暂时无法得到很强的物理结论。通过对数据点进行拟合,我们可以给出一个量化的描述:S3随着能量有变大的趋势,置信区间为1.7σ。
关于寿命测量,我们最终的结果为:(τ)=123+26-22(stat)±10(sys)ps。这个跟我们以往对超氚核的理解有出入。我们还需要后续的物理工作包括理论和实验的结果来在这个问题上进一步做讨论。
此外,我们利用多相输运模型(AMPT)研究了200GeVAu+Au碰撞事件中的双强子方位角关联函数。我们计算了在三个中心度(0-10%,20-40%,50-80%)下的两粒子方位角关联函数对passocT的依赖性,由于存在两种背景计算方式,我们在本工作中同时采用了两种方法。尽管两个背景幅度有稍许差异,但是定性来说物理结果是一致的。从结果来看,关联函数的形状变化有着这样一种趋势:碰撞越中心,分布越宽,到高passocT的范围,甚至出现了双峰结构。这个现象和喷注淬火的图像是一致的。我们随后又在很细的passsocT区间研究了在0-10%中心度下两粒子方位角关联函数对passocT的依赖性。从结果来看,关联函数的形状随着passocT变宽。我们计算了非流在两粒子方位角关联函数中的贡献比例,发现其比例不超过5%。从这个结果来看,如果要很好的了解喷注-介质相互作用,必须要对集体流引起的关联有比较精确的研究。并且,从以上结论来看,了解喷注-介质相互作用对了解jet在QGP演化中的能损机制很有帮助。